实验2 重力测点观测数据的整理.docx

1、一、实验目的实验 2重力测点观测数据的整理3学会重力仪在普通测点上单次观测数据的初步整理和异常整理，并加深对布格重力异常的地球物理意义的认识。二、方法概述1. 普通点观测数据的初步整理用重力仪在野外普通点上进行观测时，其读数的变化既包含了测点间相对重力的变化，又包含了仪器本身的零位变化。初步整理的目的就是除去观测过程中重力仪的零位变化值(称为零位改正)，获得各测点的绝对重力值或相对于起始基点间的相对重力值。整理内容包括：(1) 求取读数差式中，Si、S 首基表示第 i 个测点和起始基点上的平均读数。当野外工作一天中对三次或更多次基点时，应以相邻两次基点观测时间间隔为一段，分段进行计算，中间的各

2、基点既作为前一段的尾基点，又作为下一段的首基点。(2) 求取重力差式中，C 为仪器的格值。(3) 求各测点的混合零位校正值（在精度要求较高时，应先作固体潮校正后再进行零位校正）。由于仪器在相邻两基点间的零位变化看作线性变化，所以仪器在该时间间隔内的零位变化值g ；为i而各普通测点上的零位校正值g 为i式中，s 尾、s 首分别为重力仪在尾、首基点上的读数平均值；g 尾. g 首尾基点与首基点上的已知相对重力值；t 首、t 尾、t 重力仅在首、尾基点和第 i 个普通点上的观测时间。i(4) 求取各测点的相对重力值gi上述各项计算均取至 O.01g.u.单位。如要获得各测点的绝对重力值，只需将各测点

3、的相对重力值上加上总基点的绝对重力值即可。(5) 计算普通点观测精度。普通点的观测精度，以检查观测来评定。当同一点上仅作一次检查观测时，衡量观测精度的均方误差为 g.u.式中，di原始观测值与检查观测值之差；n检查点数。2. 普通点的异常整理对重力观测值作初步整理后，便获得了各测点的相对重力值(或绝对重力值)，其中既包含与地质体分布有关的地下 剩余质量的影响，也包含有因测点水平坐标、高程、中间物质层和测点周围局部地形等的影响。所谓异常整理就是根据不同要求对上述影响进行相应的校正计算(也称归算)。布格重力异常就是对实测重力变化值进行高度校正、中间层校正、地形校正和正常场校正后所得到的重力异常值。

4、它单纯地反映了地下与地质体有关的剩余质量的分布。布格重力异常可分为绝对布格重力异常与相对布格重力异常。当实测重力值换算成绝对重力值，并且上述各项校正都是以大地水准面作为起算标准，便得到绝对布格重力异常值；当实测所得是相对于测区总基点的相对重力值，各项校正均是以总基点和通过总基点所在的水准而作起算标准，则便得到相对布格重力异常值。在不大的区域范围内，绝对布格异常与相对布格异常值的变化形态是一样的，仅在数值上相差一个常数。布格重力异常值的计算包括以下校正内容：(1) 高度校正。高度校正值的计算公式为g.u.式中， 测点的地理纬度( )，h测点的海拔高程(m)；h0总基点的海拔高程(m)，若以大地水

5、准而为校正基准面，则 h =0。 当测区较小，h-h 不太大时，上式可简化为00 g.u.(2) 中间层校正。中间层值的计算公式为g.u.式中， 测点以下，厚度是(h-h )中间物质层的岩石平均密度，以 10kg/m为单位。当求取绝对布格重力异常时，0规定 取地壳的平均密度 2.67 10吨/m，当求相对布格重力异常时， 应取当地的地表岩石平均密度；h、h 分0别是测点、总基点的高程(m)，求绝对布格异常时 h = 0。通常，将高度校正、中间层校正合并，称之为布格校正0 g.u.(3) 局部地形校正。当测点周围地形起伏不平时，若过测点作一水平面，这时一部分地形高于水平面(多余地形质量)， 一部

6、分地形低于水平面(缺少地形质量)。无论是多余的，还是缺少的地形质量，都是使测点处的重力位减小，因而相应 的局部地形校正值总是正的。由于地形校正计算工作量较大，本次实验数据又取自平原区，所以不作此项校正。地形校正值一般以g 表示。r(4) 正常场校正。正常场校正一般分为绝对纬度校正及相对纬度校正两种方式:绝对纬度校正。在求绝对布格重力异常时通常是以测点的 x，y 坐标计算出测点的经、纬度，然后代入正常重力公式，求出该点的正常重力值。目前地矿系统同意利用赫尔默特(1901-1909)正常重力公式来计算正常重力值0 g.u.式中的 是测点的地理纬度()。为了提高工作效率，常常由计算机进行此项校正的计

7、算，或事先制作出正常重力值表供使用。相对纬度校正(纬度校正)，当测区范围较小，且求取相对布格重力异常时，是以总基点的正常重力值当作零，每一测点都相对于总基点进行校正，以消除因纬度不同引起的重力变化。其公式为： g.u.式中， 总基点的纬度成测区的平均纬度()；x测点距总基点的南北向距离，即测点与总基点 x 坐标的差值，单位 km。(5) 绝对布格重力异常与相对布格重力异常。绝对布格重力异常值由下式计算： g.u.式中，g测点的绝对重力位； 测点的正常重力值；h测点的海拔高程(m)。0相对布格重力异常值由下式计算： g.u.式中，g测点相对总基点的相对重力值；h、h 测点、总基点的海拔高程(m)

8、；g 相对纬度校正值。0上述各项校正值的计算均取值至。两人对算，各项校正值相差应不超过。最后布格重力异常值采用四舍五人取至。两人对算 。不超过。在布格异常计算中，有关参数取下列数值：总基点的纬度是 321133，总基点坐标 x=0，y=0，总基点海拔高程 h0=14.80m，地表岩石平均密度为 2.20103 /m3。重力异常计算表的备注栏中带*号的为检查观测结果。表 7-2-1 重力仪观测数据初步整理表时间零点改正相对重力值7:107:448:158:248:318:489:009:229:3410:0010:3611:0511:2311:3211:4911:5712:0312:1112:2

9、012:2912:51工区：洛阳盆地仪器号：77计算者： 日期：1978.2.22格值：1.0911g.u./格校对者：点线号平均读数读数差重力差G15838.10414911.45415812.40416769.75417748.70418711.25419717.60420741.60421721.05422748.50523750.95522705.55521716.00520758.80519868.65518906.10517924.35516914.05515923.95514886.65G15837.754点号横坐纵坐标标Y(m) X(m)相对重力值(g.u.)布地海拔高 格形程

10、(m)校校相对纬度校正布区剩格域余 备异校异 注日期工作地区表 7-2-2 重力异常计算表1984.8.6江苏镇江计算者校对者正正常正常-1137119.366.78-22137219.556.86-34036821.466.90-46236423.296.93-58136027.956.37-69735630.315.50-710434729.725.32-812334929.095.32-914534929.014.79-1016535028.815.01-1118735026.445.89-321.52-527.54*-630.25*-829.63*三、实验报告编写内容1. 实验目的2. 实验内容(1) 简述布格重力异常值的计算内容(2) 附上初步整理表，异常计算表及检查观测精度3. 问题讨论(1) 当用重力仪沿东西向二度剖面(见图 7-2-1)进行测量时，若已知仪器的格值为 1.0000g.u./格，地表岩石平均密度为 2.0103 /m3，试问当地下没有剩余质量分布时，在高差为10m 的 A、B 两点上重力仪的读数差值是多少？(不考虑重力仪的零位变化值和其它测量误差。)(2) 起伏不平的自然地表上各测点的相对重力值，经过各项校正之后，所得的布格异常值是否是同一水准面(大地水准面或过总基点的水准面)上的异常值？为什么？图 7-2-1 二度地形剖面